单选 6. 若 2alpha -arctan(1)/(3)=(pi)/(4),则tanalpha=A. (sqrt(5)+1)/(2)B. (sqrt(5)-1)/(2)C. sqrt(5)-1D. sqrt(5)+1
A. $\frac{\sqrt{5}+1}{2}$
B. $\frac{\sqrt{5}-1}{2}$
C. $\sqrt{5}-1$
D. $\sqrt{5}+1$
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查反三角函数的运算、正切加法公式以及二倍角公式的应用。关键在于将方程转化为关于$\tan\alpha$的二次方程,并结合角度范围确定根的正负。
解题思路:
- 将方程变形为$2\alpha = \frac{\pi}{4} + \arctan\frac{1}{3}$;
- 对两边取正切,利用正切加法公式计算右边;
- 应用正切二倍角公式建立关于$\tan\alpha$的方程;
- 解二次方程并根据角度范围确定正根。
步骤1:方程变形
原方程变形为:
$2\alpha = \frac{\pi}{4} + \arctan\frac{1}{3}$
步骤2:取正切并计算右边
对两边取正切:
$\tan 2\alpha = \tan\left(\frac{\pi}{4} + \arctan\frac{1}{3}\right)$
利用正切加法公式:
$\tan(A+B) = \frac{\tan A + \tan B}{1 - \tan A \tan B}$
代入$\tan\frac{\pi}{4}=1$和$\tan(\arctan\frac{1}{3})=\frac{1}{3}$:
$\tan 2\alpha = \frac{1 + \frac{1}{3}}{1 - 1 \cdot \frac{1}{3}} = \frac{\frac{4}{3}}{\frac{2}{3}} = 2$
步骤3:应用二倍角公式
根据正切二倍角公式:
$\tan 2\alpha = \frac{2\tan\alpha}{1 - \tan^2\alpha}$
代入$\tan 2\alpha = 2$:
$\frac{2\tan\alpha}{1 - \tan^2\alpha} = 2$
化简得:
$\tan^2\alpha + \tan\alpha - 1 = 0$
步骤4:解二次方程
解方程$\tan^2\alpha + \tan\alpha - 1 = 0$:
$\tan\alpha = \frac{-1 \pm \sqrt{5}}{2}$
由于$\alpha$由$\frac{\pi}{4} + \arctan\frac{1}{3}$除以2得到,属于第一象限,故取正根:
$\tan\alpha = \frac{\sqrt{5} - 1}{2}$